(57)【要約】【課題】塗料を吐出する際にガスの巻き込みを抑えつつ、良質な塗膜を形成できるインモールドコート方法を提供すること。【解決手段】インモールドコート方法は、キャビティ内に溶融した熱可塑性の樹脂を供給する工程（ステップＳ２）と、この工程により供給された樹脂が完全に凝固する前に、注入ガンを用いてキャビティ内にガスを吐出し、金型の型面と樹脂の表面との間に空隙を形成するとともに、樹脂の裏面側を金型の型面に密着させる工程（ステップＳ３）と、注入ガンを用いて、金型の型面と樹脂の表面との間の空隙内のガスを脱気する工程（ステップＳ４）と、注入ガンを用いて空隙内に塗料を吐出し、樹脂の表面に塗膜を形成する工程（ステップＳ５）と、を含む。また、以上の一連の工程において、ガスの吐出、ガスの脱気、および塗料の吐出を、全て一つの注入ガンで行う。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型で構成されたキャビティ内に臨むガン本体と、
前記ガン本体の内部に摺動可能に設けられた塗料シャフトと、
前記塗料シャフトの内部に摺動可能に設けられたガスシャフトと、を備え、
前記ガン本体には、塗料が流通する塗料供給路および塗料排出路が貫通して形成され、
前記ガン本体および前記塗料シャフトには、ガスが流通するガス流通路が貫通して形成され、
前記塗料シャフトの外周面には、当該塗料シャフトの先端が前記ガン本体の先端まで前進した状態で、前記塗料供給路の貫通位置から前記塗料排出路の貫通位置に至る凹部が形成され、
前記塗料シャフトの先端側には、前記ガスシャフトの先端により開閉可能なガス流通孔が形成された注入ガンを使用し、成形品の表面に塗膜を形成するインモールドコート方法であって、
前記キャビティ内に溶融した熱可塑性の樹脂を供給する供給工程と、
前記供給工程により供給された樹脂が完全に凝固する前に、前記注入ガンを用いて、前記キャビティ内にガスを吐出し、前記金型の型面と樹脂の表面との間に空隙を形成するガス吐出工程と、
前記注入ガンを用いて、前記金型の型面と樹脂の表面との間の空隙内のガスを脱気するガス脱気工程と、
前記注入ガンを用いて、前記ガス吐出工程で形成された空隙内に塗料を吐出し、樹脂の表面に塗膜を形成する塗料吐出工程と、を含むことを特徴とするインモールドコート方法。
【請求項２】
金型で構成されたキャビティ内に臨むガン本体と、
前記ガン本体の内部に摺動可能に設けられた塗料シャフトと、
前記塗料シャフトの内部に摺動可能に設けられたガスシャフトと、を備え、
前記ガン本体には、塗料が流通する塗料供給路および塗料排出路が貫通して形成され、
前記ガン本体および前記塗料シャフトには、ガスが流通するガス流通路が貫通して形成され、
前記塗料シャフトの外周面には、当該塗料シャフトの先端が前記ガン本体の先端まで前進した状態で、前記塗料供給路の貫通位置から前記塗料排出路の貫通位置に至る凹部が形成され、
前記塗料シャフトの先端側には、前記ガスシャフトの先端により開閉可能なガス流通孔が形成された注入ガンを使用し、成形品の表面に塗膜を形成するインモールドコート方法であって、
前記キャビティ内に溶融した熱可塑性の樹脂を供給する供給工程と、
前記注入ガンを用いて、前記金型の型面と樹脂の表面との間に形成された空隙内のガスを脱気するガス脱気工程と、
前記注入ガンを用いて、前記空隙内に塗料を吐出し、樹脂の表面に塗膜を形成する塗料吐出工程と、を含むことを特徴とするインモールドコート方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インモールドコート方法に関する。詳しくは、注入ガンを使用したインモールドコート方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の車体は、いわゆる静電塗装により塗装される。この静電塗装では、導電性の車体を陰極にし、かつ、塗料タンクを陽極にした状態で、車体を塗料に浸すことで、電気泳動により車体の表面に塗膜を形成する。ここで、自動車の車種によっては、例えばテールゲートなどの部品を樹脂製とする場合がある。この場合、この部品を静電塗装することになるが、樹脂は非導電性であるため、この部品の意匠面に塗料を電着させるための導電性の材料膜を形成する必要がある。
【０００３】
このような材料膜は、従来より、インモールドコーティング（ＩＭＣ）法により形成される。このＩＭＣ法とは、製品形状のキャビティを有する金型に樹脂を射出成形した後、この射出成形品の意匠面に材料膜を形成する方法であり、金型に樹脂を充填し製品形状に射出成形する射出工程と、この金型内に塗料を注入し射出成形品の意匠面に塗膜を形成する型内塗装工程とを有する。
【０００４】
具体的には、この射出工程では、まず、可動型を固定型に型締めして、可動型と固定型との間に製品形状のキャビティを形成する。次に、このキャビティ内に熱可塑性樹脂を所定の射出圧力で射出し、樹脂を硬化させ製品形状に成形する。
次に、型内塗装工程では、まず、可動型をコアバックして、樹脂と固定型の型面との間に空隙を形成する。次に、固定型に設けられた注入ガンで、この空隙に塗料を注入した後、可動型を固定型に再び型締めし、この塗料を硬化させる。次に、可動型を固定型から離間し、成形品を取り出す。
以上のようにして、射出成形品の表面に塗膜を形成する。
【０００５】
しかしながら、上述の型内塗装工程のように、可動型をコアバックして微小な空隙を形成するには、この可動型を高い精度で移動させるための設備が必要となる。
そこで、可動型をコアバックさせることなく射出成形品の表面に塗膜を形成できる塗装方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
まず、キャビティに樹脂を充填することにより、射出圧力、すなわち保圧を、通常の射出成形における保圧に比して低くした状態で射出成形する。ここで保圧とは、樹脂の温度が低下する際の樹脂の凝固収縮を担保する２次射出の圧力を示し、略ゼロが好ましい。
次に、キャビティ内に圧縮ガスを供給することにより、樹脂の意匠面と型面との間に空隙を形成する。次に、この空隙に塗料を供給することにより、樹脂の表面に塗膜を形成する。
【特許文献１】特開２００２−２１９７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、樹脂の意匠面と型面との間の空隙の中にガス溜まりがあると、樹脂の表面に塗料を行き渡らせることが困難になってしまう。特に上述のように圧縮ガスを供給することで空隙を形成した場合、このようなガス溜まりが発生しやすい。このような課題を解決するためには、例えば、塗料の吐出圧を上げることが考えられるものの、吐出圧を過剰に上げてしまうと、塗料がガスを巻き込んでしまい、塗膜の品質に影響するおそれがある。
【０００８】
本発明は、塗料を吐出する際にガスの巻き込みを抑えつつ、良質な塗膜を形成できるインモールドコート方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のインモールドコート方法は、金型で構成されたキャビティ内に臨むガン本体（例えば、後述のガン本体６１）と、前記ガン本体の内部に摺動可能に設けられた塗料シャフト（例えば、後述の塗料シャフト６２）と、前記塗料シャフトの内部に摺動可能に設けられたガスシャフト（例えば、後述のガスシャフト６３）と、を備え、前記ガン本体には、塗料が流通する塗料供給路（例えば、後述の塗料供給路６１１）および塗料排出路（例えば、後述の塗料排出路６１２）が貫通して形成され、前記ガン本体および前記塗料シャフトには、ガスが流通するガス流通路（例えば、後述のガス流通路６１４，６２２）が貫通して形成され、前記塗料シャフトの外周面には、当該塗料シャフトの先端が前記ガン本体の先端まで前進した状態で、前記塗料供給路の貫通位置から前記塗料排出路の貫通位置に至る凹部（例えば、後述の凹部６２３）が形成され、前記塗料シャフトの先端側には、前記ガスシャフトの先端により開閉可能なガス流通孔（例えば、後述のガス流通孔６２６）が形成された注入ガン（例えば、後述の注入ガン６０）を使用し、成形品の表面に塗膜を形成するインモールドコート方法であって、前記キャビティ内に溶融した熱可塑性の樹脂を供給する供給工程（例えば、後述の図８のステップＳ２に示す工程）と、前記供給工程により供給された樹脂が完全に凝固する前に、前記注入ガンを用いて、前記キャビティ内にガスを吐出し、前記金型の型面と樹脂の表面との間に空隙を形成するガス吐出工程（例えば、後述の図８のステップＳ３に示す工程）と、前記注入ガンを用いて、前記金型の型面と樹脂の表面との間の空隙内のガスを脱気するガス脱気工程（例えば、後述の図８のステップＳ４に示す工程）と、前記注入ガンを用いて、前記ガス吐出工程で形成された空隙内に塗料を吐出し、樹脂の表面に塗膜を形成する塗料吐出工程（例えば、後述の図８のステップＳ５に示す工程）と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、一つの注入ガンにより、キャビティ内に塗料を吐出できる他、キャビティ内にガスを吐出したり、キャビティ内のガスを吸入したりすることができる。
より具体的には、塗料を吐出しない場合には、塗料シャフトおよびガスシャフトの先端をガン本体の先端まで前進しておく。この状態では、塗料供給路、凹部、塗料排出路により塗料の循環流路が形成される。
【００１１】
この状態からガスを吐出したり吸入したりする場合には、塗料シャフトを後退させずにガスシャフトのみを後退させ、塗料シャフト先端側のガス流通孔を開く。これにより、ガス流通路、塗料シャフト内部、およびガス流通孔が連通する。この状態でガス流通路を介してガスを充填したり吸入することにより、ガン本体の先端からガスを吐出したり吸入したりすることができる。
【００１２】
一方、塗料を吐出する場合には、塗料シャフトおよびガスシャフトを後退させる。この状態では、塗料供給路および塗料排出路はガン本体の内壁面に到達しているので、塗料シャフトを塗料供給路の貫通位置よりも後退させると、凹部が塗料供給路の貫通位置からずれて、塗料供給路が開かれる。この状態で塗料供給路に塗料を供給することにより、ガン本体の先端から塗料を吐出できる。
【００１３】
この発明によれば、以上のような注入ガンを使用し、成形品の表面に塗膜を形成する。より具体的には、キャビティ内にガスを吐出することにより型面と樹脂の表面との間に空隙を形成し、さらにこの空隙内のガスを脱気した後に、この空隙内に塗料を吐出することにより、樹脂の表面に塗膜を形成する。ここで、塗料を吐出する前に、空隙内に溜まったガスを脱気しておくことにより、塗料の吐出圧を過剰に上げることなく、樹脂の表面に塗料を行き渡らせることができる。またこの際、塗料の吐出圧を抑制することにより、ガスの巻き込みも抑制することができる。これにより、成形品の表面に良質な塗膜を形成することができる。
また、以上の一連の工程において、ガスの吐出、ガスの脱気、および塗料の吐出を、一つの注入ガンで行うことにより、これらを別の装置で行った場合と比較して、設備を軽量化することができる。
また、ガスの吐出、ガスの脱気、および塗料の吐出を、それぞれ別の装置により行った場合、金型にはこれら装置を装着する装着部を別々に形成する必要があり、さらに設備のメンテナンス時には、これら装置を別々に脱着する必要がある。この発明によれば、一つの装着部のみを形成すればよいので、金型の製造にかかるコストを削減できる。また、設備のメンテナンス時には、一つの注入ガンのみを脱着するだけでよいので、設備のメンテナンスにかかる時間も短縮することができる。
【００１４】
本発明のインモールドコート方法は、金型で構成されたキャビティ内に臨むガン本体（例えば、後述のガン本体６１）と、前記ガン本体の内部に摺動可能に設けられた塗料シャフト（例えば、後述の塗料シャフト６２）と、前記塗料シャフトの内部に摺動可能に設けられたガスシャフト（例えば、後述のガスシャフト６３）と、を備え、前記ガン本体には、塗料が流通する塗料供給路（例えば、後述の塗料供給路６１１）および塗料排出路（例えば、後述の塗料排出路６１２）が貫通して形成され、前記ガン本体および前記塗料シャフトには、ガスが流通するガス流通路（例えば、後述のガス流通路６１４，６２２）が貫通して形成され、前記塗料シャフトの外周面には、当該塗料シャフトの先端が前記ガン本体の先端まで前進した状態で、前記塗料供給路の貫通位置から前記塗料排出路の貫通位置に至る凹部（例えば、後述の凹部６２３）が形成され、前記塗料シャフトの先端側には、前記ガスシャフトの先端により開閉可能なガス流通孔（例えば、後述のガス流通孔６２６）が形成された注入ガン（例えば、後述の注入ガン６０）を使用し、成形品の表面に塗膜を形成するインモールドコート方法であって、前記キャビティ内に溶融した熱可塑性の樹脂を供給する供給工程（例えば、後述の図１３のステップＳ２に示す工程）と、前記注入ガンを用いて、前記金型の型面と樹脂の表面との間に形成された空隙内のガスを脱気するガス脱気工程（例えば、後述の図１３のステップＳ４´に示す工程）と、前記注入ガンを用いて、前記空隙内に塗料を吐出し、樹脂の表面に塗膜を形成する塗料吐出工程（例えば、後述の図１３のステップＳ５に示す工程）と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、上述のような注入ガンを使用し、成形品の表面に塗膜を形成する。より具体的には、キャビティ内に溶融した樹脂を供給し、この樹脂が収縮することで形成された型面と樹脂の表面との間の空隙内のガスを脱気した後に、この空隙内に塗料を吐出することにより、樹脂の表面に塗膜を形成する。ここで、塗料を吐出する前に、空隙内に溜まったガスを脱気しておくことにより、塗料の吐出圧を過剰に上げることなく、樹脂の表面に塗料を行き渡らせることができる。またこの際、塗料の吐出圧を抑制することにより、ガスの巻き込みも抑制することができる。これにより、成形品の表面に良質な塗膜を形成することができる。
また、以上の一連の工程において、ガスの脱気、および塗料の吐出を、一つの注入ガンで行うことにより、これらを別の装置で行った場合と比較して、設備を軽量化することができる。
また、ガスの脱気、および塗料の吐出を、それぞれ別の装置により行った場合、金型にはこれら装置を装着する装着部を別々に形成する必要があり、さらに設備のメンテナンス時には、これら装置を別々に脱着する必要がある。この発明によれば、一つの装着部のみを形成すればよいので、金型の製造にかかるコストを削減できる。また、設備のメンテナンス時には、一つの注入ガンのみを脱着するだけでよいので、設備のメンテナンスにかかる時間も短縮することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のインモールドコート方法によれば、塗料を吐出する前に、空隙内に溜まったガスを脱気しておくことにより、塗料の吐出圧を過剰に上げることなく、樹脂の表面に塗料を行き渡らせることができる。またこの際、塗料の吐出圧を抑制することにより、ガスの巻き込みも抑制することができる。これにより、成形品の表面に良質な塗膜を形成することができる。また、以上の一連の工程において、ガスの吐出、ガスの脱気、および塗料の吐出を、一つの注入ガンで行うことにより、これらを別の装置で行った場合と比較して、設備を軽量化することができる。また、金型の製造にかかるコストを削減するとともに、設備のメンテナンスにかかる時間も短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るインモールドコート装置１０の概略構成を示す図である。
【００１８】
インモールドコート装置１０は、製品形状のキャビティを有する金型２０と、この金型２０のキャビティ内に溶融樹脂を供給する射出装置３０と、金型２０のキャビティ内にガスおよび塗料を注入する注入装置５０とを備え、樹脂および塗料による２層成形を行う。
【００１９】
図２は、金型２０の構成を示す断面図である。
金型２０は、固定型２１と、この固定型２１に対して進退可能な可動型２２とを含んで構成される。これら固定型２１および可動型２２の間には、製品形状をかたどったキャビティＣが形成される。ここで、可動型２２のキャビティＣを形成する型面２２３は、成形品の表側の面、すなわち意匠面に対応し、固定型２１のキャビティＣを形成する型面２１３は、成形品の裏側の面に対応する。
【００２０】
固定型２１には、射出装置３０に連結されて該射出装置３０から供給された溶融樹脂を、キャビティＣ内に導入する樹脂供給路２１５が、複数形成されている。なお、図２には、複数の樹脂供給路２１５のうちの一つのみを図示する。各樹脂供給路２１５には、それぞれ、樹脂供給路２１５を開閉するバルブゲート（図示せず）が設けられている。射出装置３０から供給されてキャビティＣ内に射出される溶融樹脂の量は、これらバルブゲートを開閉することにより調整可能となっている。また、樹脂供給路２１５に溶融樹脂を供給するスクリューフィーダ（図示せず）が、各樹脂供給路２１５の上流側に設けられている。射出装置３０から供給されてキャビティＣ内に射出される溶融樹脂の単位時間当たりの充填量は、これらスクリューフィーダの速度を、増減することにより調整可能となっている。
【００２１】
可動型２２には、注入装置５０からキャビティＣ内にガスおよび塗料を注入するための貫通孔が形成されている。この貫通孔には、注入装置５０の後述の注入ガン６０が設けられている。
また、これら固定型２１および可動型２２には、それぞれ、ヒータが設けられており、固定型２１および可動型２２の温度を独立して調整することが可能となっている。
【００２２】
図１に戻って、射出装置３０は、熱可塑性樹脂材料が投入されるホッパ３１と、このホッパ３１内の樹脂材料を混練しながら固定型２１内へ押し出すスクリュー３２と、上述のバルブゲートを開閉制御するバルブゲートコントローラ３３と、を備える。
【００２３】
スクリュー３２の先端部は固定型２１に連結されており、このスクリュー３２により押し出された溶融樹脂は、固定型２１の各樹脂供給路２１５に供給されるようになっている。上述のように、このスクリュー３２により押し出された溶融樹脂において、これらスクリュー３２の速度を増減することにより、単位時間当たりの充填量が調整可能となっている。
【００２４】
バルブゲートコントローラ３３は、スクリュー３２の押し出し量、および、キャビティＣ内の圧力などに応じて、固定型２１内の各バルブゲートを開閉制御し、キャビティＣ内に射出する溶融樹脂の量を調整する。また、このバルブゲートコントローラ３３は、固定型２１内の各バルブゲートを独立して開閉制御することが可能となっている。また、スクリュー３２の押し出し量、すなわちスクリュー３２の進退ストローク量をセンシングすることで、キャビティＣ内に射出する溶融樹脂の量を把握できる。
【００２５】
注入装置５０は、ガスおよび塗料を金型２０内のキャビティＣに注入する注入ガン６０と、この注入ガン６０にガスおよび塗料を供給する供給装置７０と、これら注入ガン６０および供給装置７０を制御する制御装置８０とを含んで構成される。
【００２６】
供給装置７０は、注入ガン６０に塗料を供給する塗料ポンプ７２および計量シリンダ７３と、注入ガン６０に冷却水を供給するチラー７１と、を備える。
【００２７】
塗料ポンプ７２は、塗料タンクに貯留された塗料を汲み上げて計量シリンダ７３に圧送する。計量シリンダ７３は、塗料ポンプ７２により圧送された塗料を所定量だけ計量し、この計量された塗料を、塗料供給管７８１を介して注入ガン６０に供給する。また、注入ガン６０から排出された塗料は、塗料排出管７８２を介して塗料ポンプ７２に帰還される。これにより、計量シリンダ７３により計量された塗料は、計量シリンダ７３、塗料供給管７８１、注入ガン６０、塗料排出管７８２、および塗料ポンプ７２を循環する。
チラー７１は、冷却水を所定の冷却温度に保ちつつ、この冷却水を、冷却水配管７９を介して注入ガン６０の後述のガン本体６１に形成された冷却水循環路に流通させる。これにより、注入ガン６０を冷却する。
【００２８】
この他、供給装置７０は、コンプレッサ７４および真空ポンプ７５を備える。これらコンプレッサ７４および真空ポンプ７５は、例えば三方弁により構成された切換装置７６を介してガス流通管７７に接続されており、コンプレッサ７４および真空ポンプ７５とガス流通管７７との接続を選択的に切り換えることが可能となっている。
【００２９】
すなわち、切換装置７６によりコンプレッサ７４とガス流通管７７とを接続し、コンプレッサ７４を駆動することにより、圧縮したガスを、ガス流通管７７および注入ガン６０を介して、金型２０内に吐出することができる。
一方、切換装置７６により真空ポンプ７５とガス流通管７７とを接続し、真空ポンプ７５を駆動することにより、金型２０内のガスを、ガス流通管７７および注入ガン６０を介して吸入し、この金型２０内を脱気することができる。
【００３０】
また、この切換装置７６は、制御装置８０に接続されており、制御装置８０から出力される制御信号に基づいて、コンプレッサ７４および真空ポンプ７５とガス流通管７７との接続を選択的に切り換える。
【００３１】
次に、図３から図７を参照して、注入ガン６０の構成について説明する。
図３は、注入ガン６０の構成を示す断面図であり、図４は、注入ガン６０の構成を示す正面図である。
注入ガン６０は、ガン本体６１と、塗料シャフト６２と、ガスシャフト６３とを備える。
【００３２】
ガン本体６１は、略円筒状であり、その内部には、塗料シャフト６２およびガスシャフト６３が収納される。このガン本体６１には、塗料が流通する塗料供給路６１１および塗料排出路６１２が貫通して形成されている。これら塗料供給路６１１および塗料排出路６１２には、それぞれ、供給装置７０の塗料供給管７８１および塗料排出管７８２が連結されている。
【００３３】
ガン本体６１には、ガスが流通するガス流通路６１４が貫通して形成されている。このガス流通路６１４には、供給装置７０のガス流通管７７が連結されている。また、このガン本体６１には、冷却水が流通する冷却水循環路（図示せず）が形成されている。この冷却水循環路は、供給装置７０の冷却水配管７９（図１参照）に連結されている。
また、ガン本体６１の内部には、塗料シャフト６２の後述の第１ピストン６２１が摺動する第１シリンダ６１８が形成されている。
【００３４】
塗料シャフト６２は、円筒状であり、ガン本体６１の内部に摺動可能に設けられている。この塗料シャフト６２には、ガスが流通するガス流通路６２２が貫通して形成されている。また、塗料シャフト６２の外周面には、塗料供給路６１１の貫通位置から塗料排出路６１２の貫通位置に至る凹部６２３が形成されている。また、この塗料シャフト６２の先端部には、ガスシャフト６３の外径よりも小さい内径を有するガス流通孔６２６が形成されている。
【００３５】
この塗料シャフト６２の基端側には、略円筒状の基部６２４を介して、第１ピストン６２１が設けられている。また、この基部６２４の内部には、ガスシャフト６３の後述の第２ピストン６３１が摺動する第２シリンダ６２５が形成されている。
ここで、第１ピストン６２１をガン本体６１の先端側に前進させた状態では、塗料シャフト６２の先端面は、ガン本体６１の先端部６１６の先端面と略面一になる。この状態では、ガン本体６１の塗料供給路６１１と塗料排出路６１２は、凹部６２３を介して連通し、塗料の循環流路を形成する。
【００３６】
ガスシャフト６３は、略棒状であり、塗料シャフト６２の内部に摺動可能に設けられている。ガスシャフト６３の基端側には、第２ピストン６３１が設けられている。ここで、上述のように、塗料シャフト６２のガス流通孔６２６の内径は、ガスシャフト６３の外径よりも小さくなっている。これにより、ガスシャフト６３をガン本体６１の先端側に前進させた状態では、ガス流通孔６２６はガスシャフト６３の先端部により塞がれた状態となる。
【００３７】
また、注入ガン６０には、第１ピストン６２１および第２ピストン６３１をそれぞれ駆動する図示しないアクチュエータが設けられており、これらアクチュエータは、それぞれ、制御装置８０（図１参照）に接続されている。
【００３８】
以上のように構成された注入ガン６０では、ガン本体６１の先端部６１６から塗料を吐出する他、ガス流通管７７を介して供給されたガスを吐出したり吸入したりすることが可能となっている。以下では、この注入ガン６０の動作について説明する。
図５は、注入ガン６０のガス吐出時における構成を示す断面図であり、図６は、注入ガン６０のガス吸入時における構成を示す断面図であり、図７は、注入ガン６０の塗料吐出時における構成を示す断面図である。
【００３９】
注入ガン６０でガスを吐出する場合には、図５に示すように、まず、切換装置７６によりガス流通管７７とコンプレッサ７４とを接続するとともに、このコンプレッサ７４を駆動する。また、第１ピストン６２１をガン本体６１の先端側に前進させて、塗料を塗料供給路６１１、凹部６２３、および塗料排出路６１２を循環させる。次に、第２ピストン６３１をガン本体６１の基端側へ退避させることにより、ガス流通孔６２６を開放する。すると、ガン本体６１のガス流通路６１４、および、塗料シャフト６２のガス流通路６２２を介して、塗料シャフト６２の内部に充填されたガスが、ガス流通孔６２６から吐出される。
【００４０】
注入ガン６０でガスを吸入する場合には、図６に示すように、まず、切換装置７６によりガス流通管７７と真空ポンプ７５とを接続するとともに、この真空ポンプ７５を駆動する。また、図５に示すガス吐出時と同様に、第１ピストン６２１をガン本体６１の先端側に前進させて、塗料を塗料供給路６１１、凹部６２３、および塗料排出路６１２を循環させる。さらに、第２ピストン６３１をガン本体６１の基端側へ退避させることにより、ガス流通孔６２６を開放する。すると、ガン本体６１のガス流通路６１４、および、塗料シャフト６２のガス流通路６２２を介して、先端部６１６側のガスが、塗料シャフト６２のガス流通孔６２６から吸入される。
【００４１】
注入ガン６０で塗料を吐出する場合には、図７に示すように、まず、第２ピストン６３１をガン本体６１の先端側へ前進させ、ガス流通孔６２６を塞ぐ。次に、第１ピストン６２１を、ガン本体６１の基端側へ退避させ、塗料シャフト６２の先端面を、ガン本体６１の塗料供給路６１１の貫通位置よりも、塗料排出路６１２側へ埋没させる。すると、塗料供給路６１１が露出し、塗料は、ガン本体６１の内部を通って、先端部６１６から吐出される。
【００４２】
以上のようにして、塗料シャフト６２およびガスシャフト６３を進退させることにより、塗料の吐出、ガスの吐出、およびガスの吸入を一つの注入ガン６０で行うことができる。
【００４３】
図１に戻って、制御装置８０は、注入ガン６０の第１ピストン６２１および第２ピストン６３１（図３参照）を駆動するアクチュエータ、並びに、切換装置７６に所定の制御信号を送信する。これにより、注入ガン６０の塗料シャフト６２およびガスシャフト６３を進退させたり、コンプレッサ７４および真空ポンプ７５をガス流通管７７に選択的に接続したりすることができる。
【００４４】
次に、図８から図１２を参照して、以上のように構成されたインモールドコート装置１０により、樹脂および塗料を２層成形する工程（以下、「インモールドコート工程」という）について説明する。
図８は、インモールドコート工程の手順を示すフローチャートである。図９から図１２は、このインモールドコート工程の各手順における金型２０の構成を示す断面図である。
【００４５】
ステップＳ１では、図９に示すように、可動型２２を固定型２１に当接させて、これら可動型２２および固定型２１を図示しない型締め装置で型締めし、キャビティＣを形成する。
ステップＳ２では、射出装置を制御して溶融樹脂をキャビティＣ内に射出充填する。この溶融樹脂を射出する工程では、キャビティＣの容積よりも少ない量の樹脂を射出する。つまり、保圧を略ゼロとする。これにより、後に塗膜を形成するために必要な空隙の確保を容易にする。また、この溶融樹脂を射出する工程では、可動型２２の温度を、固定型２１の温度よりも低い状態にする。本実施形態では、例えば、可動型２２の温度を１００℃とし、固定型２１の温度を１２０℃とする。このようにして可動型２２の温度を固定型２１の温度よりも低くすることにより、溶融樹脂の可動型２２側、すなわち意匠面側の凝固を促進させる。
【００４６】
ステップＳ３では、図１０に示すように、注入ガン６０によりキャビティＣ内にガスを吐出し、溶融樹脂の意匠面側と、可動型２２の型面２２３との間に空隙２５を形成するとともに、キャビティＣ内の溶融樹脂を固定型２１の型面２１３に密着させる。ここで、溶融樹脂を固定型２１の型面２１３に密着させることにより、製品の裏面にひけが生じるのを防止できる。
ステップＳ４では、可動型２２と固定型２１とを型締めしたまま、注入ガン６０によりキャビティＣ内のガスを吸入し、形成された空隙２５内に溜まったガスを脱気する。これにより、後の工程で吐出した塗料を、溶融樹脂の意匠面の全面に行き渡らせやすくできる。また、このガスを脱気する工程では、可動型２２および固定型２１の温度を所定の冷却温度まで低下させ、溶融樹脂を硬化させる。
【００４７】
ステップＳ５では、図１１に示すように、可動型２２と固定型２１とを型締めしたまま、注入ガン６０からキャビティＣ内に塗料を吐出し、上記の工程で形成された空隙２５に塗料を充填する。これにより、製品の意匠面にはひけのない塗膜が形成される。
【００４８】
ステップＳ６では、図１２に示すように、塗料を硬化させた後、可動型２２を固定型２１から離間し、樹脂と塗料で２層成形された製品を脱型する。
【００４９】
本実施形態によれば、以下のような作用効果がある。
（１）キャビティＣ内にガスを吐出することにより型面２２３と樹脂の表面との間に空隙２５を形成し、さらにこの空隙２５内のガスを脱気した後に、この空隙２５内に塗料を吐出することにより、樹脂の表面に塗膜を形成する。ここで、塗料を吐出する前に、空隙２５内に溜まったガスを脱気しておくことにより、塗料の吐出圧を過剰に上げることなく、樹脂の表面に塗料を行き渡らせることができる。またこの際、塗料の吐出圧を抑制することにより、ガスの巻き込みも抑制することができる。これにより、成形品の表面に良質な塗膜を形成することができる。
また、以上の一連の工程において、ガスの吐出、ガスの脱気、および塗料の吐出を、一つの注入ガン６０で行うことにより、これらを別の装置で行った場合と比較して、インモールドコート装置１を軽量化することができる。
また、ガスの吐出、ガスの脱気、および塗料の吐出を、それぞれ別の装置により行った場合、金型２０にはこれら装置を装着する装着部を別々に形成する必要があり、さらにインモールドコート装置１のメンテナンス時には、これら装置を別々に脱着する必要がある。本実施形態によれば、一つの装着部のみを形成すればよいので、金型２０の製造にかかるコストを削減できる。また、インモールドコート装置１のメンテナンス時には、一つの注入ガン６０のみを脱着するだけでよいので、メンテナンスにかかる時間も短縮することができる。
【００５０】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の第２実施形態の説明にあたって、第１実施形態と同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００５１】
図１３は、本実施形態におけるインモールドコート工程の手順を示すフローチャートである。図８に示すように、第１実施形態のインモールドコート工程では、ステップＳ３において、注入ガンによりキャビティ内にガスを吐出することで、積極的に空隙を形成した後に、ステップＳ４において、注入ガンにより空隙内のガスを脱気した。
【００５２】
図１３に示すように、本実施形態のインモールドコート工程では、第１実施形態とは異なり、溶融樹脂の温度が低下し収縮することで形成された空隙内のガスを注入ガンにより脱気する。より具体的には、ステップＳ２において、溶融樹脂をキャビティ内に射出充填した後、ステップＳ４´では、溶融樹脂の温度が低下し収縮することで形成された空隙内のガスを、注入ガンにより吸入する。
【００５３】
本実施形態によれば、以下のような作用効果がある。
（２）キャビティ内に溶融した樹脂を供給し、この樹脂が収縮することで形成された型面と樹脂の表面との間の空隙内のガスを脱気した後に、この空隙内に塗料を吐出することにより、樹脂の表面に塗膜を形成する。ここで、塗料を吐出する前に、空隙内に溜まったガスを脱気しておくことにより、塗料の吐出圧を過剰に上げることなく、樹脂の表面に塗料を行き渡らせることができる。またこの際、塗料の吐出圧を抑制することにより、ガスの巻き込みも抑制することができる。これにより、成形品の表面に良質な塗膜を形成することができる。
また、以上の一連の工程において、ガスの脱気、および塗料の吐出を、一つの注入ガンで行うことにより、これらを別の装置で行った場合と比較して、インモールドコート装置を軽量化することができる。
また、ガスの脱気、および塗料の吐出を、それぞれ別の装置により行った場合、金型にはこれら装置を装着する装着部を別々に形成する必要があり、さらにインモールドコート装置のメンテナンス時には、これら装置を別々に脱着する必要がある。本実施形態によれば、一つの装着部のみを形成すればよいので、金型の製造にかかるコストを削減できる。また、インモールドコート装置のメンテナンス時には、一つの注入ガンのみを脱着するだけでよいので、インモールドコート装置のメンテナンスにかかる時間も短縮することができる。
【００５４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインモールドコート装置の概略構成を示す図である。
【図２】前記実施形態に係る金型の構成を示す断面図である。
【図３】前記実施形態に係る注入ガンの構成を示す断面図である。
【図４】前記実施形態に係る注入ガンの構成を示す正面図である
【図５】前記実施形態に係る注入ガンのガス吐出時における構成を示す断面図である。
【図６】前記実施形態に係る注入ガンのガス吸入時における構成を示す断面図である。
【図７】前記実施形態に係る注入ガンの塗料吐出時における構成を示す断面図である。
【図８】前記実施形態に係るインモールドコート工程の手順を示すフローチャートである。
【図９】前記実施形態に係る金型の断面を示す図である。
【図１０】前記実施形態に係る金型の断面を示す図である。
【図１１】前記実施形態に係る金型の断面を示す図である。
【図１２】前記実施形態に係る金型の断面を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係るインモールドコート工程の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１０…インモールドコート装置
２０…金型
３０…射出装置
５０…注入装置
６０…注入ガン
６１…ガン本体
６１１…塗料供給路
６１２…塗料排出路
６１４…ガス流通路
６２…塗料シャフト
６２２…ガス流通路
６２３…凹部
６２６…ガス流通孔
６３…ガスシャフト
Ｃ…キャビティ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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